Inhaltsverzeichnis

1	Multimedia, COM und DirectX	11
1.1	Was ist Multimedia?	11
1.1.1	Multimedia in der umgangssprachlichen Wahrnehmung	11
1.1.2	Rezeptoren	12
1.1.3	Analoge und digitale Wertebereiche	12
1.1.4	Aggregationen von Rezeptoren	13
1.1.5	Zeitsynchronität	13
1.1.6	Nun endlich eine Multimedia-Definition	14
1.2	Welchen Mehrwert bringt uns Multimedia?	14
1.2.1	Die Wirklichkeit und traditionelle Datentypen	14
1.2.2	Mehr Informationen im System	16
1.2.3	Der abstrakte Datentyp Multimedia	16
1.3	Warum ist Multimedia ein Problem für Programmierer?	18
1.3.1	Die Anforderungen der Dienstgüte	18
1.3.2	Verschiedene Programmieransätze	21
1.3.2.1	Hardwareregister	21
1.3.2.2	Treibersoftware	22
1.3.2.3	Abstrakte Betriebssystemdienste der Kommando-Shell	22
1.3.2.4	Softwarebibliotheken mit Multimedia-Funktionalität	23
1.3.2.5	Spiele-Engines	23
1.3.2.6	Multimedia-Programmiersprachen	24
1.3.2.7	Autorensysteme	25
1.4	Multimedia für zeitsynchrone Anwendungen	26
1.5	DirectX und COM	28
1.5.1	Was ist DirectX?	28
1.5.2	Grundlagen COM	29
1.5.3	COM-Programmierung am Beispiel	33
1.6	Visual C++ und das DirectX-SDK	35
2	Verarbeitung von Multimedia-Datenströmen	39
2.1	Herkömmliche Methoden zum Abspielen von Audio-/Videodateien	40
2.1.1	WAV-Dateien mit PlaySound( ) abspielen	40
2.1.2	Das Multimedia-Control CAnimateCtrl	43
2.1.3	MCI-Interface	45
2.1.3.1	Videoposition und Ausgabefenster verändern	49
2.1.3.2	Positionssteuerung und -abfrage	51
2.1.3.3	Zusammenfassung	55
2.2	Wiedergabe von Audio-/Videodateien mit DirectShow	56
2.2.1	Einführung	56
2.2.2	Einfacher DirectShowVideoPlayer	59
2.2.3	Ereignisbehandlung	62
2.2.4	Setzen und Auswerten der Abspielposition	64
2.2.5	Videoausgabe im Anwendungsfenster oder Vollbild	69
2.2.6	Lautstärke, Balance und Geschwindigkeit ändern	73
2.2.7	Halbautomatische und manuelle Graphenerstellung	74
2.3	Umkomprimieren einer Videodatei mit DirectShow	79
2.3.1	Verfügbare Videocodecs anzeigen	81
2.3.2	Einstellungsdialoge für Videocodecs anzeigen	84
2.3.3	Filtergraphen für Konvertierung erstellen	85
2.3.4	Positionsanzeige beim Konvertieren anpassen	88
2.4	DVD-Player	88
2.4.1	Was ist eine DVD?	88
2.4.2	Warum einen eigenen DVD-Player programmieren?	89
2.4.3	DVD-Player mit DirectShow realisieren	91
2.5	Zusammenfassung	98
3	Die Welt der animierten Bilder	99
3.1	Einführung	99
3.2	2D-Animationen mit dem GDI	102
3.2.1	Erste Schritte mit Form und Farbe	102
3.2.2	Spriteanimationen mit dem GDI	104
3.2.3	Bitmaps mit GDIUtils::DrawBitmap zeichnen	107
3.2.4	GDI-Spriteanimation mit Doppelpuffer-Technik	108
3.2.5	Ausblick GDI	111
3.3	2D-Grafik mit einer 3 D-Schnittstelle	112
3.3.1	Warum nicht die 2D-Schnittstelle DirectDraw benutzen?	112
3.3.2	Sprites mit 3D-Techniken erzeugen	113
3.4	Erste Schritte mit der Direct3D-Schnittstelle	115
3.4.1	Initialisierung der Direct3D-Schnittstelle	115
3.4.2	Wie viele Hintergrundpuffer müssen eingerichtet werden?	118
3.4.3	Sprite mit Textur erzeugen	120
3.4.4	Sprite mit Textur rendern und anzeigen	122
3.5	Eigenschaften der Grafikkarte abfragen	124
3.5.1	Abfrage aller Bildschirmmodi	124
3.5.2	Abfrage spezieller Direct3D-Eigenschaften	127
3.5.3	Zusammenspiel zwischen Hintergrundpuffer-Format und Textur-Format	128
3.5.4	Einfache Abfrage von Eigenschaften bei der Entwicklung	129
3.6	Direct3D in wiederverwendbare Klassen kapseln	131
3.6.1	Der DirectXAppWizard	131
3.6.2	Erste Schritte mit der 2D-Animationsbibliothek	134
3.6.3	Einfache Animationen erstellen	140
3.6.4	Neue Animationseffekte	142
3.6.5	Behandlung von Tastatur- und Mausereignissen	149
3.6.6	Drag&Drop eines Sprites	152
3.6.7	Mauszeiger verändern	154
3.7	Tipps für kleine hochqualitative Texturen	159
3.7.1	Tools zum Erstellen von Texturen	163
3.8	Performance-Test	166
3.9	Zusammenfassung	169
4	Soundverarbeitung intern	169
4.1	Die Grundprinzipien	169
4.2	Übersicht zu DirectSound	173
4.3	Erster Schritt: DirectSound initialisieren	176
4.4	Sekundärpuffererzeugen und benutzen	179
4.5	Mehrere Puffer gleichzeitig abspielen	186
4.6	Manuelles Einlesen einer WAV-Datei	189
4.7	Dynamische Soundpufferverwaltung	194
4.8	Lautstärke, Panorama und Abspielfrequenz eines Puffers ändern	199
4.9	Spezialeffekte für Sekundärpuffer	202
4.10	Grafische Darstellung von WAV-Daten	208
4.11	Soundausgabe im 3D-Raum	212
4.11.1	Physikalische Grundlagen des 3D-Hörens	212
4.11.2	Realisierung von 3D-Sound mit DirectSound	216
4.12	Sound in eine WAV-Datei aufnehmen	225
4.13	Verschiedene DirectSound-Geräte benutzen	231
4.14	Ein kurzes Resümee	234
	Literaturverzeichnis	235
	Sachwortverzeichnis	236
	Die CD zum Buch	238

Kai Bruns ist Professor am Fachbereich Informatik/Mathematik der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (FH) und leitet dort den Studiengang Medieninformatik.
Benjamin Neidhold ist Promotionsstudent am Lehrstuhl für Computergrafik und Mediendesign der Technischen Universität Dresden.

Vorwort

Mit der zunehmenden Präsenz von multimedialen Anwendungen auf unseren Computern, wächst der Wunsch, auch die eigenen Programme durch multimediale Komponenten zu bereichern. Sucht man in den Buchhandlungen nach Hilfestellungen hierzu, so findet man i. Allg. zwei Arten von Fachbüchern. Zum einen sind dies Bücher, die suggerieren, dass für die Programmierung von Multimedia-Anwendungen teure Autorensysteme notwendig seien. Zum anderen werden sehr umfangreiche Bücher angeboten, die zwar die Multimedia-Programmierschnittstellen des Windows-Betriebssystems zum Gegenstand haben, die aber eher als Referenzhandbücher angelegt wurden und für den Lernenden daher ungeeignet sind. Diese Lücke im Angebot wollen wir mit diesem Buch schließen.

Doch beschränkt sich unser Anliegen nicht nur darauf, dem Leser ein leicht verständliches Tutorial für die DirectX-API zur Verfügung zu stellen. Bevor die für die Programmierung notwendigen Details besprochen werden, sind jeweils die grundlegenden Prinzipien zur Multimedia-Programmierung Gegenstand der Erörterung. Dabei wird deutlich, dass die Beherrschung zeitsynchroner Datenströme der Schlüssel ist. Verschiedene Techniken hierzu finden sich in unserem Buch. Zunächst überlassen wir das Problem zum Beispiel beim Abspielen von Audio- und Videodateien weitgehend der MCI oder DirectX-API. Aber wir generieren auch selbst Datenströme und synchronisieren sie zur Zeitachse. Dazu betrachten wir u.a. zeitsynchrone Animationssequenzen oder Echtzeit-Frequenzgeneratoren. Sowohl im Grafik- als auch im Audio-Bereich kommt hier die Mehrpuffertechnik zum Einsatz. Natürlich widmen wir uns auch der "Gegenrichtung" und speichern zum Beispiel in Echtzeit Soundaufnahmen in WAV-Dateien. Parallel zur Zeitsynchronität schenken wir vor allem im Kontext grafischer Benutzeroberflächen der Interaktivität sehr viel Beachtung.

Besonderes Augenmerk wird der Wiederverwendbarkeit von Programmcode gewidmet. Mit den vielen Beispielen werden jeweils allgemein (wieder-)verwendbare Klassen entwickelt. Diese erlauben dem Leser in Zukunft eine sehr effektive Programmierung. Leider können wir mit unserem Buch keinen Anspruch auf Vollständigkeit erheben. Wir sind uns bewusst, dass es zur Audio-, Video- und vor allem zur Grafikprogrammierung noch sehr viel mehr zu sagen gibt. Dennoch kann unsere Auswahl als repräsentativ für einen Großteil von möglichen Aufgabenstellungen angesehen werden. Wir sind uns also sicher, dem Leser sowohl einen systematischen als auch umfassenden und vor allem anschaulichen Einstieg in die Multimedia-Programmierung zu geben.

Wir danken allen, die uns bei diesem Buch geholfen haben!

Die Autoren

Dresden im Dezember 2002